Federkonstante

physik -> kein plan · Gast

Hi!
Ich hab nen Problem:
ich muss Morgen in Physik nen Experiment machen und hab kein Plan was ich machen soll traurig

Die Aufgabe is kurz:

Finden Sie Gleichungen zur Berechnung der Federkonstanten von Schraubenfedernkombinationen!

Als Hinweis steht noch:

Schraubenfedern können "in Reihe geschaltet" und "parallel geschaltet" werden.

Wir solln dazu Messwerte usw.. machen und die Formel(n) herleiten.

Bitte um Hilfe!!
thanx

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5789 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Ich verstehe noch nicht, was Du genau von uns jetzt möchtest. Möchtest Du wissen, 1. was mit Reihenschaltung und Parallelschaltung bei Federn gemeint ist. Oder 2. wie man einen solchen Versuch durchführt. Oder 3. wie man die Formeln dafür herleitet?

Gruß
Marco

kein plan · Gast

also 1. weiß ich (glaub ich) Augenzwinkern

am besten wäre 2. und 3 in verbindung irgendwie

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5789 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

OK, wenn Du 1. weißt, dann kannst Du Dir eigentlich doch schon fast einen Versuch selbst überlegen, oder?
Bei der Reihenschaltung (seriell) ist es ja recht einfach: Du hängst einfach beide hintereinander. Dann ziehst Du an dieser Anordnung mit einem Kraftmesser und mißt bei verschiedenen Auslenkungen die Kraft mit dem Kraftmesser.
Bei der Parallelschaltung ist es schwieriger. Da mußt Du nämlich sicher stellen, dass beide Federn trotz unterschiedlicher Federhärte immer gleich weit auseinander gezogen werden. Du brauchst also irgendeine Vorrichtung, die garantiert, dass z. B. eine Metallplatte, an der das eine Ende beider Feder hängt, immer parallel zu einer zweiten Platte ist, an der die beiden anderen Enden hängen. Ich weiß nicht, wie man das am besten/einfachsten/... realisiert.

Zur Rechnung: Für beide Federn gilt ja jeweils das Hook'sche Gesetz (das kennst Du ja sicher, oder?). Bei einer Reihenschaltung gilt zusätzlich noch, dass die Kraft auf beide Federn immer die selbe ist und die Gesamtauslenkung die Summe der einzelnen Auslenkungen sind. Versuche das mal in eine Gleichung zu bringen.
Bei der Parallelschaltung ist es genau umgekehrt. Da ist die Kraft jeweils unterschiedlich auf die Federn und die Summe der Kräfte ergibt die Gesamtkraft. Dafür ist die Strecke/Auslenkung für beide Federn gleich.
Kannst Du das mal versuchen?

Gruß
Marco

kein Plan · Gast

also wenn ichs richtig verwstanden hab dann müsste das so aussehn:

Parallelschaltung:

F = k1* ∆L + k2* ∆L +...+ ki* ∆L

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5789 Wohnort: Heidelberg

Genau!

Wenn Du aber jetzt die Gesamtkonstellation als eine Feder betrachten würdest, dann kannst Du so eine Art Ersatzfederhärte einführen. Klammer mal das Delta l überall aus, dann steht da:

Und wie sieht das jetzt bei der Serienschaltung aus?

Gruß
Marco

kein plan · Gast

da hab ich keine ahnung wie ich das in ne Formel packen soll bei der reihenschaltung.

wat? · Gast

wenn man das delta l ausklammert muss das ja immer gleich sein aber das geht doch nich wenn da unterschiedliche kräfte dran wirken die die federn unterschidlichweit runterziehen grübelnd

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5789 Wohnort: Heidelberg

Eben deshalb hatte ich geschrieben, dass man eine Vorrichtung braucht, die sicher stellt, dass alle Federn gleich weit gezogen werden, auch wenn die Kräfte unterschiedlich sind.

Gut, für die Reihenschaltung kannst Du so rechnen, dass Du die Gleichung für's Hook'sche Gesetz einfach nach Delta - für jede Feder auflöst und dann die einzelnen Delta l addierst um auf das gesamte Delta l zu kommen. Kannst Du das mal probieren?

Gruß
Marco

Gast

so?:

∆Lges.= ∆L1+ ∆L2+...+ ∆Li

und dann einfach k=F/delta l ?

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5789 Wohnort: Heidelberg

naja, ich weiß nicht, ob ich Dich richtig verstehe:

soweit ok. Und jetzt aber die Delta l1 bis i ersetzen:

Jetzt kannst Du das ganze durch F teilen, dann hast Du so was:

Und jetzt kommt der große Trick! Den will ich aber Dich machen lassen: Wie kannst Du die linke Seite noch mit k(gesamt) ersetzen?

Gruß
Marco

Gast

woot
eigentlich is doch F=s*D also D= F/s aber da steht ja 1/d=s/F

ehrlich gesagt keine ahnung Augenzwinkern

hab auch kaum noch zeit zum denken schreibe morgen noch ne arbeit Augenzwinkern

außer physik

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5789 Wohnort: Heidelberg

Genau! Das ist die Lösung:

Oder das gesamte mit D als Formelzeichen für die Federhärte. Ich verwende normalerweise auch D, aber irgendjemand in diesem Thread hat mit k angefangen...

Gruß
Marco

Gast

ich danke dir hast mir sehr geholfen Gott

machs jut